[實用新型]一種物體三維形貌測量裝置

有效

• 申請號: 201920937394.1
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN209820424U
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 李勇;魏一振;張卓鵬
• 申請（專利權）人: 杭州光粒科技有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 33235 杭州華知專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 張德寶

本實用新型提供一種物體三維形貌測量裝置，所述裝置包括：模板、支撐架和相機，所述模板設置于所述支撐架上，所述模板具有預設圖案，其用于接收外界陽光的照射并在相對側形成陰影圖案，所述陰影圖案投影在被測物體上，所述相機拍攝被所述陰影圖案覆蓋的被測物體以得到對應的變形圖案，基于所述變形圖案對所述被測物體的三維形貌進行測量。本實用新型的物體三維形貌測量裝置采用陽光作為光源以對物體表面形貌進行主動雙目三維測量，無需投影成像光學系統，并且只需一個模板或者再加上若干個平面反射鏡即可實現野外三維測量任務，整體結構簡單，測量成本較低。

技術領域

本實用新型涉及三維測量與數字成像技術領域，尤其涉及一種物體三維形貌測量裝置。

背景技術

基于結構光照明的光學三維傳感技術在工業檢測、產品質量控制、機器視覺、即時定位與地圖構建(SLAM)、影視特技和生物醫學等領域有廣泛的應用。隨著計算機技術、投影技術、激光技術、數字圖像獲取設備等的快速發展，多種光學三維測量技術已經進入商業應用階段，同時各種新的三維測量方法還在不斷涌現。光學三維測量方法是通過運用適當的光學和電子儀器非接觸地獲取被測物體形貌的方法和技術。

雙目視覺三維測量系統是一種研究較多的光學三維傳感技術，已經應用在不少領域，其主要分為被動雙目系統和主動雙目系統。被動雙目系統無需輔助的結構光照明設備，直接從多視角二維圖像序列中提取物體的三維信息。因此，被動雙目系統依賴物體表面反射率情況，存在對應點匹配魯棒性差，匹配的數據點稀疏等問題。主動雙目系統通過投影裝置投射特殊的圖案到物體上，降低對應點匹配的難度，提高匹配魯棒性，可以獲得濃密的三維數據，是目前應用廣泛的三維測量技術。然而，在天氣晴朗的環境條件下進行野外三維測量任務時，強烈的陽光照射對采用可見光的光學三維測量系統影響很大，甚至無法進行測量。

實用新型內容

為了解決上述至少一個技術問題，本實用新型提出了一種物體三維形貌測量裝置，包括：模板、支撐架和相機，所述模板設置于所述支撐架上，所述模板具有預設圖案，其用于接收外界陽光的照射并在相對側形成陰影圖案，所述陰影圖案投影在被測物體上，所述相機拍攝被所述陰影圖案覆蓋的被測物體以得到對應的變形圖案，基于所述變形圖案對所述被測物體的三維形貌進行測量。

本方案中，所述物體三維形貌測量裝置還包括：至少一個反射鏡，沿光線傳播方向，至少一個反射鏡設置于所述模板的前端，通過至少一個反射鏡改變陽光的照射路線，并使改變后的陽光照射在具有預設圖案的模板上。

本方案中，所述物體三維形貌測量裝置還包括：至少一個反射鏡，沿光線傳播方向，至少一個反射鏡設置于所述模板與被測物體之間，通過至少一個反射鏡改變所述陰影圖案的投影路線，并使改變后的陰影圖案投影在所述被測物體上。

本方案中，所述物體三維形貌測量裝置還包括：至少兩個反射鏡，沿光線傳播方向，第一部分反射鏡設置于所述模板的前端，通過第一部分反射鏡改變陽光的照射路線，并使改變后的陽光照射在具有預設圖案的模板上；第二部分反射鏡設置于所述模板與被測物體之間，通過第二部分反射鏡改變所述陰影圖案的投影路線，并使改變后的陰影圖案投影在所述被測物體上。

本方案中，所述反射鏡設置于所述支撐架上。

本方案中，所述物體三維形貌測量裝置還包括云臺，所述模板和/或所述反射鏡通過所述云臺設置于所述支撐架上。

本方案中，所述物體三維形貌測量裝置還包括電控旋轉臺，所述反射鏡設置于所述電控旋轉臺，所述電控旋轉臺設置于所述云臺上，通過所述電控旋轉臺控制所述反射鏡旋轉。

優選的，所述預設圖案為散斑圖案、正弦條紋圖案、周期性柵欄圖案的一種或幾種。

本方案中，所述相機為兩個，且兩個相機之間的間距根據人眼瞳距來設定。

本方案中，所述物體三維形貌測量裝置采用傅里葉變換輪廓術和/或相移法對被測物體進行三維形貌測量。